KR101603115B1 - 무선 통신 시스템에서 데이터 채널을 추정하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 단말이 하향링크 데이터 채널을 추정하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 무선 통신 시스템에서 단말이 하향링크 데이터 채널을 추정하는 방법에 있어서, 단말 특정 참조 신호(UE-Specific Reference Signal)를 이용하여 하향링크 제어 채널을 수신하는 단계, 상기 하향링크 제어 채널을 위한 공간 자원과 상기 하향링크 제어 채널에서 지시하는 하향링크 데이터 채널을 위한 공간 자원이 동일한 경우, 상기 하향링크 데이터 채널을 위한 자원 블록과 상기 하향링크 제어 채널을 위한 자원 블록을 하나의 채널 추정 단위로 번들링(bundling)하는 단계 및 상기 하나의 채널 추정 단위에 대하여 상기 단말 특정 참조 신호에 기반하여 채널 추정을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 데이터 채널을 추정하는 방법 및 이를 위한 장치{METHOD FOR ESTIMATING DATA CHANNEL IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM, AND APPARATUS FOR SAME}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 무선 통신 시스템에서 데이터 채널을 추정하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.

본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 일례로서 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution; 이하 "LTE"라 함) 통신 시스템에 대해 개략적으로 설명한다.

도 1은 무선 통신 시스템의 일례로서 E-UMTS 망구조를 개략적으로 도시한 도면이다. E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 시스템은 기존 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서 진화한 시스템으로서, 현재 3GPP에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. 일반적으로 E-UMTS는 LTE(Long Term Evolutoin) 시스템이라고 할 수도 있다. UMTS 및 E-UMTS의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification 그룹 Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.

도 1을 참조하면, E-UMTS는 단말(User Equipment; UE)과 기지국(eNode B; eNB), 네트워크(E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이(Access Gateway; AG)를 포함한다. 기지국은 브로드캐스트 서비스, 멀티캐스트 서비스 및/또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있다.

한 기지국에는 하나 이상의 셀이 존재한다. 셀은 1.44, 3, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정돼 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 기지국은 다수의 단말에 대한 데이터 송수신을 제어한다. 하향 링크(Downlink; DL) 데이터에 대해 기지국은 하향 링크 스케줄링 정보를 전송하여 해당 단말에게 데이터가 전송될 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ(Hybrid Automatic Repeat and reQuest) 관련 정보 등을 알려준다. 또한, 상향 링크(Uplink; UL) 데이터에 대해 기지국은 상향 링크 스케줄링 정보를 해당 단말에게 전송하여 해당 단말이 사용할 수 있는 시간/주파수 영역, 부호화, 데이터 크기, HARQ 관련 정보 등을 알려준다. 기지국간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 핵심망(Core Network; CN)은 AG와 단말의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있다. AG는 복수의 셀들로 구성되는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리한다.

무선 통신 기술은 WCDMA를 기반으로 LTE까지 개발되어 왔지만, 사용자와 사업자의 요구와 기대는 지속적으로 증가하고 있다. 또한, 다른 무선 접속 기술이 계속 개발되고 있으므로 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순구조와 개방형 인터페이스, 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구된다.

본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 데이터 채널을 추정하는 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 양상인, 무선 통신 시스템에서 단말이 하향링크 데이터 채널을 추정하는 방법은, 단말 특정 참조 신호(UE-Specific Reference Signal)를 이용하여 하향링크 제어 채널을 수신하는 단계; 상기 하향링크 제어 채널을 위한 공간 자원과 상기 하향링크 제어 채널에서 지시하는 하향링크 데이터 채널을 위한 공간 자원이 동일한 경우, 상기 하향링크 데이터 채널을 위한 자원 블록과 상기 하향링크 제어 채널을 위한 자원 블록을 하나의 채널 추정 단위로 번들링(bundling)하는 단계; 및 상기 하나의 채널 추정 단위에 대하여 상기 단말 특정 참조 신호에 기반하여 채널 추정을 수행하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

보다 바람직하게는, 상기 공간 자원은 특정 단말을 위한 적어도 하나 이상의 안테나 포트 인덱스 및 상기 안테나 포트에 따른 레이어(Layer) 개수로 정의되며, 상기 공간 자원이 동일한 경우는 상기 하향링크 제어 채널을 위한 안테나 포트 인덱스 및 레이어 개수와 상기 하향링크 데이터 채널을 위한 안테나 포트 인덱스 및 레이어 개수가 동일한 경우로 정의되는 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 하향링크 제어 채널은 상기 하향링크 데이터 채널의 공간 자원을 정의하는 지시 필드(Indication Field)를 포함하며, 상기 지시 필드의 정의에 따라 상기 하향링크 데이터 채널의 공간 자원을 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.

나아가, 상기 하향링크 제어 채널은 상기 하향링크 데이터 채널을 위한 전송 블록에 대한 정보를 포함하며, 상기 전송 블록에 대한 정보에 따라 상기 하향링크 데이터 채널의 공간 자원을 결정할 수 있으며, 상기 전송 블록에 대한 정보가 비활성화 전송 블록(Disabled Transport Block)에 대한 정보를 포함하는 경우, 상기 비활성화 전송 블록의 NDI(New Data Indicator)에 따라 상기 하향링크 데이터 채널을 위한 공간 자원을 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 하향링크 데이터 채널을 위한 공간 자원의 개수가 상기 하향링크 제어 채널을 위한 공간 자원의 개수보다 많은 경우, 상기 하향링크 제어 채널의 수신 전력을 상기 하향링크 데이터 채널의 공간 자원 각각에 대응하는 수신 전력으로 조절하는 단계; 및 상기 하향링크 데이터 채널을 위한 자원 블록과 상기 하향링크 제어 채널을 위한 자원 블록을 하나의 채널 추정 단위로 번들링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 의하면, 무선 통신 시스템에서 단말은 제어 채널의 디코딩을 위한 DM-RS와 이에 상응하는 데이터 전송 채널의 디코딩을 위한 DM-RS를 동시에 이용하여 채널 추정을 수행할 수 있다.

본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 무선 통신 시스템의 일례인 3GPP LTE 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 예시한다.
도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 3GPP 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 다중 안테나 통신 시스템의 구성도이다.
도 5는 LTE 시스템에서 사용되는 하향 링크 무선 프레임의 구조를 예시하는 도면이다.
도 6은 LTE 시스템에서 하향링크 제어 채널을 구성하는데 사용되는 자원 단위를 나타내는 도면이다.
도 7은 차세대 통신 시스템에서 다중 노드 시스템을 예시하는 도면이다.
도 8은 E-PDCCH와 E-PDCCH에 의하여 스케줄링되는 PDSCH를 예시하는 도면이다.
도 9는 E-PDCCH의 레이어 수와 PDSCH의 레이어 수에 따른 전송 전력을 예시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 E-PDCCH PRB와 PDSCH PRB의 번들링을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 PRB 번들링이 수행된 경우 RB 경계(edge)의 감소를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 E-PDCCH PRB와 PDSCH PRB의 수신 전력이 상이한 경우, E-PDCCH PRB의 전송 전력 조정을 예시하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 단말을 예시한다.

이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로서 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화된 버전이다.

설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

무선 통신 시스템에서 사용자 기기는 기지국으로부터 하향링크(Downlink, DL)를 통해 정보를 수신하고, 사용자 기기는 기지국으로 상향링크(Uplink, UL)를 통해 정보를 전송한다. 기지국과 사용자 기기가 송수신하는 정보는 데이터 및 다양한 제어 정보를 포함하고, 이들이 송수신 하는 정보의 종류/용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.

도 2는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(User Plane) 구조를 나타내는 도면이다. 제어평면은 단말(User Equipment; UE)과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다.

제 1 계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(Trans안테나 포트 Channel)을 통해 연결되어 있다. 상기 전송채널을 통해 매체접속제어 계층과 물리계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다. 구체적으로, 물리채널은 하향 링크에서 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조되고, 상향 링크에서 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식으로 변조된다.

제 2 계층의 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층은 논리채널(Logical Channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제2계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 제 2 계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷을 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.

제 3 계층의 최하부에 위치한 무선 자원제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선베어러(Radio Bearer; RB)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 제 2 계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, 단말과 네트워크의 RRC 계층은 서로 RRC 메시지를 교환한다. 단말과 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connected)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 상태(Idle Mode)에 있게 된다. RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.

기지국(eNB)을 구성하는 하나의 셀은 1.4, 3, 5, 10, 15, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.

네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널은 시스템 정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(Paging Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 하향 SCH(Shared Channel) 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어 메시지의 경우 하향 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널로는 초기 제어 메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel), 사용자 트래픽이나 제어 메시지를 전송하는 상향 SCH(Shared Channel)가 있다. 전송채널의 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast Traffic Channel) 등이 있다.

도 3은 3GPP LTE 시스템에 이용되는 물리 채널들 및 이들을 이용한 일반적인 신호 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.

전원이 꺼진 상태에서 다시 전원이 켜지거나, 새로이 셀에 진입한 사용자 기기는 단계 S301에서 기지국과 동기를 맞추는 등의 초기 셀 탐색(Initial cell search) 작업을 수행한다. 이를 위해 사용자 기기는 기지국으로부터 주동기 채널(Primary Synchronization Channel, P-SCH) 및 부동기 채널(Secondary Synchronization Channel, S-SCH)을 수신하여 기지국과 동기를 맞추고, 셀 ID 등의 정보를 획득한다. 그 후, 사용자 기기는 기지국으로부터 물리방송채널(Physical Broadcast Channel)를 수신하여 셀 내 방송 정보를 획득할 수 있다. 한편, 사용자 기기는 초기 셀 탐색 단계에서 하향링크 참조 신호(Downlink Reference Signal, DL RS)를 수신하여 하향링크 채널 상태를 확인할 수 있다.

초기 셀 탐색을 마친 사용자 기기는 단계 S302에서 물리하향링크제어채널(Physical Downlink Control Channel, PDCCH) 및 물리하향링크제어채널 정보에 따른 물리하향링크공유 채널(Physical Downlink Control Channel, PDSCH)을 수신하여 좀더 구체적인 시스템 정보를 획득할 수 있다.

이후, 사용자 기기는 기지국에 접속을 완료하기 위해 이후 단계 S303 내지 단계 S306과 같은 임의 접속 과정(Random Access Procedure)을 수행할 수 있다. 이를 위해 사용자 기기는 물리임의접속채널(Physical Random Access Channel, PRACH)을 통해 프리앰블(preamble)을 전송하고(S303), 물리하향링크제어채널 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널을 통해 프리앰블에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다(S304). 경쟁 기반 임의 접속의 경우 추가적인 물리임의접속채널의 전송(S305) 및 물리하향링크제어채널 및 이에 대응하는 물리하향링크공유 채널 수신(S306)과 같은 충돌해결절차(Contention Resolution Procedure)를 수행할 수 있다.

상술한 바와 같은 절차를 수행한 사용자 기기는 이후 일반적인 상/하향링크 신호 전송 절차로서 물리하향링크제어채널/물리하향링크공유채널 수신(S307) 및 물리상향링크공유채널(Physical Uplink Shared Channel, PUSCH)/물리상향링크제어채널(Physical Uplink Control Channel, PUCCH) 전송(S308)을 수행할 수 있다. 사용자 기기가 기지국으로 전송하는 제어 정보를 통칭하여 상향링크 제어 정보(Uplink Control Information, UCI)라고 지칭한다. UCI는 HARQ ACK/NACK(Hybrid Automatic Repeat and reQuest Acknowledgement/Negative-ACK), SR(Scheduling Request), CSI(Channel State Information) 등을 포함한다. 본 명세서에서, HARQ ACK/NACK은 간단히 HARQ-ACK 혹은 ACK/NACK(A/N)으로 지칭된다. HARQ-ACK은 포지티브 ACK(간단히, ACK), 네거티브 ACK(NACK), DTX 및 NACK/DTX 중 적어도 하나를 포함한다. CSI는 CQI(Channel Quality Indicator), PMI(Precoding Matrix Indicator), RI(Rank Indication) 등을 포함한다. UCI는 일반적으로 PUCCH를 통해 전송되지만, 제어 정보와 트래픽 데이터가 동시에 전송되어야 할 경우 PUSCH를 통해 전송될 수 있다. 또한, 네트워크의 요청/지시에 의해 PUSCH를 통해 UCI를 비주기적으로 전송할 수 있다.

이하 MIMO 시스템에 대하여 설명한다. MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)는 복수개의 송신안테나와 복수개의 수신안테나를 사용하는 방법으로서, 이 방법에 의해 데이터의 송수신 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 무선 통신 시스템의 송신단 혹은 수신단에서 복수개의 안테나를 사용함으로써 용량을 증대시키고 성능을 향상 시킬 수 있다. 이하 본 문헌에서 MIMO를 '다중 안테나'라 지칭할 수 있다.

다중 안테나 기술에서는, 하나의 전체 메시지를 수신하기 위해 단일 안테나 경로에 의존하지 않는다. 그 대신 다중 안테나 기술에서는 여러 안테나에서 수신된 데이터 조각(fragment)을 한데 모아 병합함으로써 데이터를 완성한다. 다중 안테나 기술을 사용하면, 특정된 크기의 셀 영역 내에서 데이터 전송 속도를 향상시키거나, 또는 특정 데이터 전송 속도를 보장하면서 시스템 커버리지(coverage)를 증가시킬 수 있다. 또한, 이 기술은 이동통신 단말과 중계기 등에 폭넓게 사용할 수 있다. 다중 안테나 기술에 의하면, 단일 안테나를 사용하던 종래 기술에 의한 이동 통신에서의 전송량 한계를 극복할 수 있다.

본 발명에서 설명하는 다중 안테나(MIMO) 통신 시스템의 구성도가 도 4에 도시되어 있다. 송신단에는 송신 안테나가 N_T개 설치되어 있고, 수신단에서는 수신 안테나가 N_R개가 설치되어 있다. 이렇게 송신단 및 수신단에서 모두 복수개의 안테나를 사용하는 경우에는, 송신단 또는 수신단 중 어느 하나에만 복수개의 안테나를 사용하는 경우보다 이론적인 채널 전송 용량이 증가한다. 채널 전송 용량의 증가는 안테나의 수에 비례한다. 따라서, 전송 레이트가 향상되고, 주파수 효율이 향상된다 하나의 안테나를 이용하는 경우의 최대 전송 레이트를 R_o라고 한다면, 다중 안테나를 사용할 때의 전송 레이트는, 이론적으로, 아래 수학식 1과 같이 최대 전송 레이트 R_o에 레이트 증가율 R_i를 곱한 만큼 증가할 수 있다. 여기서 R_i는 N_T와 N_R 중 작은 값이다.

예를 들어, 4개의 송신 안테나와 4개의 수신 안테나를 이용하는 MIMO 통신 시스템에서는, 단일 안테나 시스템에 비해 이론상 4배의 전송 레이트를 획득할 수 있다. 이와 같은 다중 안테나 시스템의 이론적 용량 증가가 90 년대 중반에 증명된 이후, 실질적으로 데이터 전송률을 향상시키기 위한 다양한 기술들이 현재까지 활발히 연구되고 있으며, 이들 중 몇몇 기술들은 이미 3 세대 이동 통신과 차세대 무선랜 등의 다양한 무선 통신의 표준에 반영되고 있다.

현재까지의 다중안테나 관련 연구 동향을 살펴보면 다양한 채널 환경 및 다중접속 환경에서의 다중안테나 통신 용량 계산 등과 관련된 정보 이론 측면 연구, 다중안테나 시스템의 무선 채널 측정 및 모형 도출 연구, 그리고 전송 신뢰도 향상 및 전송률 향상을 위한 시공간 신호 처리 기술 연구 등 다양한 관점에서 활발한 연구가 진행되고 있다.

다중 안테나 시스템에 있어서의 통신 방법을 보다 구체적인 방법으로 설명하기 위해 이를 수학적으로 모델링 하는 경우 다음과 같이 나타낼 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 N_T개의 송신 안테나와 N_R개의 수신 안테나가 존재하는 것을 가정한다. 먼저, 송신 신호에 대해 살펴보면, N_T개의 송신 안테나가 있는 경우 최대 전송 가능한 정보는 N_T개이므로, 전송 정보를 하기의 수학식 2와 같은 벡터로 나타낼 수 있다.

한편, 각각의 전송 정보

에 있어 전송 전력을 다르게 할 수 있으며, 이때 각각의 전송 전력을

라 하면, 전송 전력이 조정된 전송 정보를 벡터로 나타내면 하기의 수학식 3과 같다.

또한,

를 전송 전력의 대각행렬 P 를 이용하여 나타내면 하기의 수학식 4와 같다.

한편, 전송전력이 조정된 정보 벡터

에 가중치 행렬 W 가 적용되어 실제 전송되는 N_T 개의 송신신호(transmitted signal)

가 구성되는 경우를 고려해 보자. 여기서, 가중치 행렬은 전송 정보를 전송 채널 상황 등에 따라 각 안테나에 적절히 분배해 주는 역할을 수행한다. 이와 같은 전송신호

는 벡터 X 를 이용하여 하기의 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다. 여기서 W _ij 는 i 번째 송신안테나와 j 번째 정보 간의 가중치를 의미한다. W 는 가중치 행렬(Weight Matrix) 또는 프리코딩 행렬(Precoding Matrix)이라고 불린다.

일반적으로, 채널 행렬의 랭크의 물리적인 의미는, 주어진 채널에서 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수라고 할 수 있다. 따라서 채널 행렬의 랭크(rank)는 서로 독립인(independent) 행(row) 또는 열(column)의 개수 중에서 최소 개수로 정의되므로, 행렬의 랭크는 행(row) 또는 열(column)의 개수보다 클 수 없게 된다. 수식적으로 예를 들면, 채널 행렬 H의 랭크(rank(H))는 수학식 6과 같이 제한된다.

또한, 다중 안테나 기술을 사용해서 보내는 서로 다른 정보 각각을 '전송 스트림(Stream)' 또는 간단하게 '스트림' 으로 정의하기로 하자. 이와 같은 '스트림' 은 '레이어 (Layer)' 로 지칭될 수 있다. 그러면 전송 스트림의 개수는 당연히 서로 다른 정보를 보낼 수 있는 최대 수인 채널의 랭크 보다는 클 수 없게 된다. 따라서, 채널 행렬이 H는 아래 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.

여기서 "# of streams"는 스트림의 수를 나타낸다. 한편, 여기서 한 개의 스트림은 한 개 이상의 안테나를 통해서 전송될 수 있음에 주의해야 한다.

한 개 이상의 스트림을 여러 개의 안테나에 대응시키는 여러 가지 방법이 존재할 수 있다. 이 방법을 다중 안테나 기술의 종류에 따라 다음과 같이 설명할 수 있다. 한 개의 스트림이 여러 안테나를 거쳐 전송되는 경우는 공간 다이버시티 방식으로 볼 수 있고, 여러 스트림이 여러 안테나를 거쳐 전송되는 경우는 공간 멀티플렉싱 방식으로 볼 수 있다. 물론 그 중간인 공간 다이버시티와 공간 멀티플렉싱의 혼합(Hybrid)된 형태도 가능하다.

도 5는 하향 링크 무선 프레임에서 하나의 서브프레임의 제어 영역에 포함되는 제어 채널을 예시하는 도면이다.

도 5를 참조하면, 서브프레임은 14개의 OFDM 심볼로 구성되어 있다. 서브프레임 설정에 따라 처음 1 내지 3개의 OFDM 심볼은 제어 영역으로 사용되고 나머지 13~11개의 OFDM 심볼은 데이터 영역으로 사용된다. 도면에서 R1 내지 R4는 안테나 0 내지 3에 대한 기준 신호(Reference Signal(RS) 또는 Pilot Signal)를 나타낸다. RS는 제어 영역 및 데이터 영역과 상관없이 서브프레임 내에 일정한 패턴으로 고정된다. 제어 채널은 제어 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당되고, 트래픽 채널도 데이터 영역 중에서 RS가 할당되지 않은 자원에 할당된다. 제어 영역에 할당되는 제어 채널로는 PCFICH(Physical Control Format Indicator CHannel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator CHannel), PDCCH(Physical Downlink Control CHannel) 등이 있다.

PCFICH는 물리 제어 포맷 지시자 채널로서 매 서브프레임 마다 PDCCH에 사용도는 OFDM 심볼의 개수를 단말에게 알려준다. PCFICH는 첫 번째 OFDM 심볼에 위치하며 PHICH 및 PDCCH에 우선하여 설정된다. PCFICH는 4개의 REG(Resource Element 그룹)로 구성되고, 각각의 REG는 셀 ID(Cell IDentity)에 기초하여 제어 영역 내에 분산된다. 하나의 REG는 4개의 RE(Resource Element)로 구성된다. RE는 하나의 부반송파×하나의 OFDM 심볼로 정의되는 최소 물리 자원을 나타낸다. PCFICH 값은 대역폭에 따라 1 내지 3 또는 2 내지 4의 값을 지시하며 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)로 변조된다.

PHICH는 물리 HARQ(Hybrid - Automatic Repeat and request) 지시자 채널로서 상향 링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK을 나르는데 사용된다. 즉, PHICH는 UL HARQ를 위한 DL ACK/NACK 정보가 전송되는 채널을 나타낸다. PHICH는 1개의 REG로 구성되고, 셀 특정(cell-specific)하게 스크램블(scrambling)된다. ACK/NACK은 1 비트로 지시되며, BPSK(Binary phase shift keying)로 변조된다. 변조된 ACK/NACK은 확산 인자(Spreading Factor; SF) = 2 또는 4로 확산된다. 동일한 자원에 매핑되는 복수의 PHICH는 PHICH 그룹을 구성한다. PHICH 그룹에 다중화되는 PHICH의 개수는 확산 코드의 개수에 따라 결정된다. PHICH (그룹)은 주파수 영역 및/또는 시간 영역에서 다이버시티 이득을 얻기 위해 3번 반복(repetition)된다.

PDCCH는 물리 하향 링크 제어 채널로서 서브프레임의 처음 n개의 OFDM 심볼에 할당된다. 여기에서, n은 1 이상의 정수로서 PCFICH에 의해 지시된다. PDCCH는 하나 이상의 CCE(Control Channel Element)로 구성된다. PDCCH는 전송 채널인 PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)의 자원할당과 관련된 정보, 상향 링크 스케줄링 그랜트(Uplink Scheduling Grant), HARQ 정보 등을 각 단말 또는 단말 그룹에게 알려준다. PCH(Paging channel) 및 DL-SCH(Downlink-shared channel)는 PDSCH를 통해 전송된다. 따라서, 기지국과 단말은 일반적으로 특정한 제어 정보 또는 특정한 서비스 데이터를 제외하고는 PDSCH를 통해서 데이터를 각각 전송 및 수신한다.

PDSCH의 데이터가 어떤 단말(하나 또는 복수의 단말)에게 전송되는 것이며, 상기 단말들이 어떻게 PDSCH 데이터를 수신하고 디코딩(decoding)을 해야하는지에 대한 정보 등은 PDCCH에 포함되어 전송된다. 예를 들어, 특정 PDCCH가 "A"라는 RNTI(Radio Network Temporary Identity)로 CRC 마스킹(masking)되어 있고, "B"라는 무선자원(예, 주파수 위치) 및 "C"라는 전송형식정보(예, 전송 블록 사이즈, 변조 방식, 코딩 정보 등)를 이용해 전송되는 데이터에 관한 정보가 특정 서브프레임을 통해 전송된다고 가정한다. 이 경우, 셀 내의 단말은 자신이 가지고 있는 RNTI 정보를 이용하여 PDCCH를 모니터링하고, "A" RNTI를 가지고 있는 하나 이상의 단말이 있다면, 상기 단말들은 PDCCH를 수신하고, 수신한 PDCCH의 정보를 통해 "B"와 "C"에 의해 지시되는 PDSCH를 수신한다.

이하에서는, 참조 신호에 관하여 보다 상세히 설명한다. 일반적으로 채널 측정을 위하여 데이터와 함께 송신측과 수신측 모두가 이미 알고 있는 참조 신호가 송신측에서 수신측으로 전송된다. 이러한 참조 신호는 채널 측정뿐만 아니라 변조 기법을 알려주어 복조 과정이 수행되도록 하는 역할을 수행한다. 참조 신호는 기지국과 특정 단말을 위한 전용 참조 신호(dedicated RS; DRS), 즉 단말 특정 참조 신호와 모든 단말을 위한 공통 참조 신호(common RS; CRS)로 구분된다.

도 6 은 4 개의 안테나를 이용한 하향링크 전송을 지원하는 LTE 시스템에서의 참조 신호의 구조를 도시하는 도면이다. 특히 도 6 의 (a)는 일반(normal) 순환 전치(Cyclic Prefix)인 경우를 도시하며, 도 6 의 (b)는 확장(extended) 순환 전치인 경우를 도시한다.

도 6 을 참조하면, 격자에 기재된 0 내지 3 은 안테나 포트 0 내지 3 각각에 대응하여 채널 측정과 데이터 복조를 위하여 송신되는 셀 특정 참조 신호인 CRS 를 의미하며, 상기 셀 특정 참조 신호인 CRS 는 데이터 정보 영역 뿐만 아니라 제어 정보 영역 전반에 걸쳐 단말로 전송될 수 있다.

또한, 격자에 기재된 'D'는 단말 특정 RS 인 하향링크 DM-RS 를 의미하고, 데이터 영역 즉, PDSCH 를 통하여 단일 안테나 포트 전송을 지원한다. 단말은 상위 계층을 통하여 상기 단말 특정 RS 의 존재 여부를 시그널링 받는다. 이하 하향링크 DM-RS 에 관하여 보다 구체적으로 설명한다.

기지국은 단말로 하향링크 데이터를 송신함에 있어, 단말과 기지국 간의 채널 추정을 위한 하향링크 DM-RS를 송신할 수 있다. 상술한 바와 같이 기지국은 단말 특정 참조 신호로서 하향링크 DM-RS를 송신하며, 아래 수학식 8 및 수학식 9와 같이 의사 랜덤(Pseudo-random) 시퀀스 c(n) 을 사용하여 생성된다.

수학식 9에서 N_C는 1600이며, 제 1 m-시퀀스는 x₁(0)는 1 및 x₁(n)은 0 (단, n은 1 내지 30)으로 초기값을 갖는다. 제 2 m-시퀀스의 초기값은

로 정의되며, 상기 시퀀스의 용도에 따라 그 값이 정해진다.

상기 수학식 8의 참조 신호 시퀀스는 단일 셀 단일 사용자 MIMO 전송, 단일 셀 다중 사용자 MIMO 전송, 다중 셀 단일 사용자 MIMO 전송 및 다중 셀 다중 사용자 MIMO 전송 모두에 적용할 수 있다.

MIMO 전송 모드에서는 상술한 수학식 9에서 의사 랜덤 시퀀스 생성 시 이용되는 제 2 m-시퀀스의 초기값인 c _init 이 별도로 정의될 수 있다. 특히 c _init 는 스크램블 구분 파라미터 N _DRS 를 인자로 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서 N _DRS 는 LTE 시스템의 셀 특정 참조 신호와 DM-RS 가 동일한 OFDM 심볼에 존재하는 경우 1 의 값으로 설정되고, 그 이외에는 0 의 값을 갖는 것으로 설정할 수 있다. 또한, N _DRS 는 PDCCH 를 통하여 수신되는 DCI 포맷 2B 를 통하여 별도로 기지국으로부터 시그널링될 수도 있다.

은 셀 ID 혹은 다중 셀 다중 사용자 MIMO 모드에서는 사용자 그룹의 그룹 ID 를 의미할 수도 있다.

마지막으로, n _RNTI 는 반 지속적 전송(semi-persistent transmission)에서는 SPS-RNTI 가 사용되고, 반 지속적 전송이 아닌 경우에는 C-RNTI 가 사용될 수 있지만, DM-RS 의 다중화 기법에 따라 0 으로 설정될 수도 있다.

LTE 시스템에서 DM-RS 전송을 위한 안테나 포트가 2 개일 때, 다중화 기법이 주파수 분할 다중화라면 아래 수학식 10 과 같이 c _init 를 정의할 수 있다.

또한, 단일 셀 다중 사용자 MIMO 모드 전송을 지원하기 위한 c _init 는 안테나 포트에 대한 다중화 기법이 주파수 분할 다중화라면 n _RNTI 는 0 로 설정하여. 아래 수학식 11 내지 수학식 13 중 하나와 같이 정의될 수 있다.

이에 더불어, 기지국이 하향링크 DM-RS를 송신하기 위한 순환 이동 값과 랭크 정보와 같은 파라미터들은 PDCCH를 통하여 전송되는 하향링크 제어 정보를 통하여 시그널링된다.

현재의 무선통신환경은 M2M(Machine-to-Machine) 통신 및 높은 데이터 전송량을 요구하는 다양한 디바이스의 출현 및 보급으로 셀룰러 망에 대한 데이터 요구량이 매우 빠르게 증가하고 있다. 높은 데이터 요구량을 만족시키기 위해 통신 기술은 더 많은 주파수 대역을 효율적으로 사용하기 위한 반송파 집성(carrier aggregation) 기술 등과 한정된 주파수 내에서 데이터 용량을 높이기 위해 다중 안테나 기술, 다중 기지국 협력 기술 등으로 발전하고 있고, 통신 환경은 사용자 주변에 액세스 할 수 있는 노드의 밀도가 높아지는 방향으로 진화한다. 이러한 높은 밀도의 노드를 갖춘 시스템은 노들 간의 협력에 의해 더 높은 시스템 성능을 보일 수 있다. 이러한 방식은 각 노드가 독립적인 기지국(Base Station (BS), Advanced BS (ABS), Node-B (NB), eNode-B (eNB), Access Point (AP) 등)으로 동작하여 서로 협력하지 않을 때보다 훨씬 우수한 성능을 갖는다.

도 7은 차세대 통신 시스템에서 다중 노드 시스템을 예시하는 도면이다.

도 7 을 참조하면, 모든 노드가 하나의 컨트롤러에 의해 송수신을 관리 받아 개별 노드가 하나의 셀의 일부 안테나 집단처럼 동작을 한다면, 이 시스템은 하나의 셀을 형성하는 분산 다중 노드 시스템(distributed multi node system; DMNS)으로 볼 수 있다. 이 때 개별 노드들은 별도의 Node ID 를 부여 받을 수도 있고, 별도의 Node ID 없이 셀 내의 일부 안테나처럼 동작할 수도 있다. 그러나, 노드들이 서로 다른 셀 식별자(Cell identifier; ID)를 갖는다면 이는 다중 셀 시스템으로 볼 수 있다. 이러한 다중 셀이 커버리지에 따라 중첩 형태로 구성된다면 이를 다중 티어 네트워크(multi-tier network)라고 부른다.

한편, Node-B, eNode-B, PeNB), HeNB, RRH(Remote Radio Head), 릴레이 및 분산 안테나 등이 노드가 될 수 있으며하나의 노드에는 최소 하나의 안테나가 설치된다. 노드는 전송 포인트(Transmission Point)라 불리기도 한다. 노드(node)는 통상 일정 간격이상으로 떨어진 안테나 그룹을 일컫지만, 본 발명에서는 노드를 간격에 상관없이 임의의 안테나 그룹으로 정의하더라도 적용할 수 있다.

상술한 다중 노드 시스템 및 릴레이 노드의 도입으로 인하여, 다양한 통신 기법의 적용이 가능해져 채널 품질 개선이 이루어질 수 있지만, 앞서 언급한 MIMO 기법 및 셀 간 협력 통신 기법을 다중 노드 환경에 적용하기 위해서는 새로운 제어 채널의 도입이 요구되고 있다. 이러한 필요로 인해 새롭게 도입이 거론되고 있는 제어 채널이 E-PDCCH(Enhanced-PDCCH) 이며, 기존의 제어 영역(이하, PDCCH 영역)이 아닌 데이터 영역(이하 PDSCH 영역으로 기술)에 할당하는 것으로 결정되었다.

결론적으로, 이러한 E-PDCCH를 통해 각 단말 별로 노드에 대한 제어 정보를 전송이 가능해져 기존의 PDCCH 영역이 부족할 수 있는 문제 역시 해결할 수 있다. 참고로, E-PDCCH는 기존의 레거시 단말에게는 제공되지 않고, LTE-A 단말만이 수신할 수 있다.

도 8은 E-PDCCH와 E-PDCCH에 의하여 스케줄링되는 PDSCH를 예시하는 도면이다.

도 8을 참조하면, E-PDCCH는 일반적으로 데이터를 전송하는 PDSCH 영역의 일부분을 정의하여 사용할 수 있으며, 단말은 자신의 E-PDCCH 를 검출하기 위한 블라인드 디코딩(blind decoding) 과정을 수행해야 한다. E-PDCCH는 기존의 PDCCH와 동일한 스케줄링 동작(즉, PDSCH, PUSCH 제어)을 수행하지만, RRH와 같은 노드에 접속한 단말의 개수가 증가하면 PDSCH 영역 안에 보다 많은 수의 E-PDCCH가 될 수 있다. 이와 같은 경우, 단말이 수행해야 할 블라인드 디코딩의 횟수가 증가하여 복잡도가 높아질 수 있는 단점은 존재할 수 있다.

이하, TDD 방식의 무선 통신 시스템에 있어서, 전송 모드(Transmission Mode: TM)를 설명한다. TDD 방식의 무선 통신 시스템에서, 전송 모드는 단말이 수신하는 PDCCH를 CRC와 함께 디코드(decode)하기 위하여 상위 레이어에 의하여 설정된다.

단말은 표 1 에서 정의된 각각의 조합에 따라 PDCCH 와 그에 대응하는 PDSCH 에 대한 디코드(decode)를 수행한다. 즉, 단말에서 검출된 DCI 포맷에 따라, 검색 영역(Search Space)을 설정하고, PDSCH의 전송 방식을 달리하여 디코드를 수행한다. 예를 들어, 전송 모드 3, 4, 8 또는 9로 설정된 단말이 포맷 1A 에 해당하는 DCI를 검출하는 경우, PDSCH 전송은 전송 블록 1은 활성화되어 있으나, 전송 블록 2는 비활성화되어 있음을 가정할 것이다.

이하에서는, 보다 구체적으로 단말의 PDCCH 와 PDSCH의 전송 방식(Transmission Scheme) 중 전송 모드 8(TM8) 및 전송 모드 9(TM9)인 경우의 전송 방식을 설명한다.

전송 모드 8의 경우, 검출되는 DCI 포맷은 DCI 포맷 1A 및 DCI 포맷 2B인 경우로 나눌 수 있다. 단말이 검출한 DCI가 포맷 1A인 경우, 검색 영역(Search space)은 공통 검색 영역(Common Search Space)과 C-RNTI(Cell Radio-Network Temporary Identifier)에 따른 단말 특정 검색 영역(UE Specific Search Space) 으로 설정된다. 더불어, PDSCH 전송 방식은 PBCH(Physical Broadcast Channel) 안테나 포트의 개수가 하나인 경우, 즉 단일 안테나 포트인 경우에는 포트 #0을 사용하고, 그 외의 경우에는 전송 다이버시티 방식(Transmit Diversity Scheme)을 이용하는 것으로 설정된다. 만약, 단말이 검출한 DCI의 포맷이 2B인 경우, 검색 영역(Search space)은 C-RNTI(Cell Radio-Network Temporary Identifier)에 따른 단말 특정 검색 영역(UE Specific Search Space) 으로 설정된다. 또한, 단말은 안테나 포트 #7 및 #8을 이용한 이중 레이어 전송(Dual Layer Transmission) 방식을 이용하거나, 안테나 포트 #7 또는 #8을 이용한 단일 안테나 포트(Single-Antenna Port) 전송 방식을 이용하는 것으로 설정된다.

전송 모드 9로 설정된 단말의 경우에는 검출되는 DCI 포맷이 DCI 포맷 1A 인 경우와 및 DCI 포맷 2B인 경우로 나눌 수 있다. 단말이 검출한 DCI가 포맷 1A인 경우, 검색 영역(Search space)은 공통 검색 영역(Common Search Space)과 C-RNTI(Cell Radio-Network Temporary Identifier)에 따른 단말 특정 검색 영역(UE Specific Search Space) 으로 설정된다. 전송 모드 9로 설정된 단말이 검출한 DCI가 DCI 포맷 1A를 가지는 경우, PDSCH 전송방식은 MBSFN(Multimedia Broadcast Single Frequency Network) 서브프레임인지 여부에 따라 다르게 설정된다. MBSFN 서브프레임인 경우에는 PBCH(Physical Broadcast Channel) 안테나 포트의 개수가 하나일 때, 즉 단일 안테나 포트인 경우에는 포트 #0을 사용하고, 그 외의 경우에는 전송 다이버시티 방식(Transmit Diversity Scheme)을 이용하는 것으로 설정된다. MBSFN 서브프레임이 아닌 경우에는 단일 안테나 포트로서, 안테나 포트 #7을 이용한 PDSCH 전송 방식으로 설정된다.

(전송 모드 9로 설정된)단말이 검출한 DCI의 포맷이 2C 인 경우, 검색 영역(Search space)은 C-RNTI(Cell Radio-Network Temporary Identifier)에 따른 단말 특정 검색 영역(UE Specific Search Space) 으로 설정된다. 이 때, PDSCH 전송 방식은 안테나 포트 #7 부터 #14 에 대응하는 최대 8 개의 레이어(layer)를 이용하도록 설정되거나, 안테나 포트 #7 또는 #8 을 이용하는 단일 안테나 포트를 이용하도록 설정된다.

이하, PRB 번들링에 대하여 설명한다.

PRB 번들링이란, 전송 모드 9로 설정된 단말이, PMI/RI 보고(reporting)을 수행하기 위하여 주파수 차원(Domain)상의 복수의 자원 블록을 프리코딩(precoding)을 위한 하나의 그래뉼래리티(granularity)로 가정하는 것이다.

프리코딩 자원 블록 그룹(Precoding Resource Block Group: PRG)들의 크기 P' 에 따라 고정된 시스템 대역폭(Fixed system bandwidth)으로 시스템 대역폭을 분할하고, 각각의 PRG들은 연속적으로 PRB들로 구성된다. 만약

이면, 프리코딩 자원 블록 그룹(PRG)들 중 하나의 PRG의 크기는

이다.

표 2을 참조하여 LTE 시스템에서 단말이 가정하게 되는 PRG의 크기에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. LTE 시스템에서는, 주어진 시스템 대역폭에 대하여 단말이 가정하는 PRB 크기를 아래 표 2 과 같이 정의하고 있다.

예를 들어, 설정된 하향링크의 대역폭(

)이 25 인 경우, PRG의 크기는 표 2 에서 도시된 바와 같이 2 로 정의되어 있다. 따라서, PRB 번들링 시 PRG들 중 하나의 PRG는 1 개의 PRB로 구성된다. 즉, 시스템 대역폭은 2 개의 PRB로 구성된 12 개의 PRG와 1 개의 PRB로 구성된 1 개의 PRG 로, 총 13 개의 PRG로 나누어진다. 이 때, 단말(UE)는 하나의 PRG에 속하는 모든 스케줄링된 PRB들에 동일한 프리코더를 적용할 수 있다고 가정할 수 있다.

본 발명에 따르면, 단말(UE)은 E-PDCCH의 전송 레이어(또는 랭크) 수와 PDSCH의 전송 레이어 수가 동일할 경우, PRB 번들링을 통한 DM-RS 기반의 채널 추정을 수행한다.

＜제 1 실시예＞

본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 단말(UE)은 E-PDCCH의 전송 레이어(또는 랭크) 수와 PDSCH의 전송 레이어 수가 동일할 경우, PRB 번들링을 통한 DM-RS 기반의 채널 추정을 수행하는 것을 제안한다.

도 9는 E-PDCCH의 레이어 수와 PDSCH의 레이어 수에 따른 전송 전력을 예시한다. PRB 번들링을 수행하기 위하여 E-PDCCH의 레이어 수와 PDSCH의 레이어 수에 따른 전송 전력 분배를 고려함이 바람직하다. DM-RS 기반의 E-PDCCH 전송 전력과 PDSCH 전송 전력이 상이한 경우에는 동일한 안테나 포트를 사용하는 경우일지라도 수신 전력의 차이로 인하여 번들링을 수행할 수 없기 때문이다.

예를 들어, 도 9의 RB #0 에서 E-PDCCH 안테나 포트 #7 과 대응되는 하나의 레이어를 이용하여 'P' 라는 전송 전력으로 전송된다고 가정한다. 이 경우, E-PDCCH에 대응하도록 스케줄링된 PDSCH가 두 개의 레이어로 전송된다면, 동일한 포트를 사용하는 DM-RS라 할지라도 수신 전력의 차이로 인해서 번들링을 수행할 수 없게 된다. 즉, E-PDCCH와 PDSCH의 EPRE(Energy per RE)는 동일하게 고려되야 하기 때문에 PDSCH가 안테나 포트 #7, #8인 두 개의 레이어로 각각 'P/2' 전력으로 전송되는 경우, PDSCH와 E-PDCCH가 동일한 포트(예를 들어, port #7)을 이용하고 있으나, 전송 전력의 차이로 번들링을 수행할 수 없게 된다.

본 발명의 제 1 실시예에서는, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 아래와 같은 기법들을 제안한다.

1) (전송 모드 9로 설정된)단말이 E-PDCCH를 검출하여 얻어진 DCI가 포맷(format) 2C 인 경우, 검출된 DCI의 해석을 통하여 E-PDCHC 전송 PRB와 PDSCH전송 PRB 들을 PRB 번들링(Bundling)하는 방안을 제시한다. 즉, 검출된 DCI가 포맷(format) 2C (TM9)일 때, 지시 필드(Indication Field)를 해석하여, 스케줄링된 PDSCH의 레이어 수와 E-PDCCH의 레이어 수가 동일한 경우에 PRB 번들링을 통한 채널 추정을 수행하는 것이다.

도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 따라, E-PDCCH PRB와 PDSCH PRB가 번들링된 예를 도시한다.

도 10을 참조하면, 단말(UE)는 검출된 DCI에 포함된 안테나 포트(Antenna port(s)), 스크램블링 ID(scrambling identity) 및 레이어의 개수(number of layers)의 해석을 통하여 스케줄링된 PDSCH의 레이어 개수를 알 수 있다. DCI 포맷(format) 2C의 3 비트로 구성된 지시 필드의 해석은 표 3에 정의되어 있다.

예를 들어, 3 비트로 구성된 DCI의 지시 필드의 값이 1 인 경우, 단말은 스케줄링된 PDSCH의 레이어 개수는 한 개 이며, 안테나 포트 #7 을 이용하여 전송된다는 정보를 알 수 있다.

따라서, 단말(UE)은 E-PDCCH의 레이어 개수가 한 개이며, E-PDCCH를 위한 안테나 포트가 PDSCH를 위한 안테나 포트와 동일한 경우, E-PDCCH의 PRB와 PDSCH의 PRB 사이에 번들링을 수행한다. 예를 들어, 도 9와 같이 E-PDCCH가 안테나 포트 #7 을 이용하여 전송되며, E-PDCCH를 통해서 스케줄링되는 PDSCH도 안테나 포트 #7 만으로 전송되는 경우, PRB 번들링을 수행한다.

그러나, 도 9에서 도시된 바와 같이 E-PDCCH가 안테나 포트 #7, PDSCH가 안테나 포트 {#7, #8}로 전송된 경우에, 단말(UE)는 E-PDCCH 전송에 사용된 DM-RS를 PDSCH의 채널 추정을 위하여 사용할 수 없다. 이 경우에는 전송 전력의 차이로 인하여, 동일한 포트(안테나 포트 #7)로 전송된 DM-RS라도 번들링(Bundling)할 수 없기 때문이다.

2) (전송 모드 8로 설정된) 단말이 E-PDCCH를 검출하여 얻어진 DCI가 DCI 포맷(format) 2B 인 경우, 검출된 DCI의 해석을 통하여 E-PDCCH 전송 PRB와 PDSCH 전송 PRB 들을 PRB 번들링(Bundling)하는 방안을 제안한다. 즉, 검출된 DCI가 포맷(format) 2B (TM8)일 때, 이중 레이어 빔포밍(Dual Layer Beamforming)에 따라 최대 두 개 레이어로만 전송이 가능하다. 따라서, 전송 블록(Transport Block)의 개수를 해석하여, 스케줄링된 PDSCH의 레이어 수와 E-PDCCH의 레이어 수가 동일한 경우에 PRB 번들링을 통한 채널 추정을 수행하는 것이다.

본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 검출된 DCI가 format 2B (TM8) 인 경우, 최대 두 개 레이어를 이용하여 전송이 가능하기 때문에 전송되는 전송 블록의 개수 해석을 통하여 전송 레이어와 이용되는 안테나 포트를 알 수 있다.

전송되는 전송 블록의 개수가 2 라면, 단말(UE)는 두 개의 레이어를 가지며, 안테나 포트 #7, #8을 이용함을 알 수 있다. 따라서, 이 경우에는 E-PDCCH가 두 개의 레이어로 전송된 경우에만 PRB 번들링이 가능하며, 채널 추정에 모든 단말 참조 신호(DM-RS)가 이용될 수 있다.

그러나, 전송되는 전송 블록의 개수가 하나 인 경우에는, 안테나 포트 #7, #8 중 하나의 안테나 포트만을 이용하여 전송된다. 따라서, 단말(UE)은 비활성화된 전송 블록(Disabled Transport Block)의 지시 필드를 이용하여 PDSCH 전송을 위한 안테나 포트에 대한 정보를 알아낼 수 있다. 예를 들어, DCI 포맷(Format) 2B 에 따라 비활성화된 전송 블록에 포함된 NDI(New Data Indicator)의 해석을 통하여 안테나 포트에 대한 정보를 알 수 있다.

즉, 표 4에서 도시된 바와 같이, 단일 전송 블록(Single transport Block)은 안테나 포트 #7, 또는 안테나 포트 #8 로 전송될 수 있는데, 단말(UE)은 비활성화 전송 블록(Disabled Transport Block)의 NDI(New Data Indicator)를 해석하여, NDI가 0 을 지시하는 경우에 PDSCH 전송을 위한 안테나 포트는 #7 인 것을 알아낼 수 있다. 따라서, 단말(UE)은 E-PDCCH가 한 개 레이어, 안테나 포트 #7 로 전송된 경우, PRB 번들링을 수행할 수 있으며, 이때, E-PDCCH 전송 전력과 PDSCH의 전송 전력은 동일하다.

도 11을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 효과를 설명한다. E-PDCCH 와 PDSCH 의 안테나 포트가 #7, 하나의 레이어를 이용하여 전송되는 경우로 가정하면, 전송 전력은 'P' 로 동일하며, (E-PDCCH 를 위한)RB #0과 (PDSCH 를 위한)RB #1은 번들링을 수행할 수 있다. 이 때, RB #0 의 경계를 RB 경계(RB edge) #0, RB 경계(RB edge) #1 이라 하고, RB #1 의 경계를 RB 경계(RB edge) #2, RB 경계(RB edge) #3 이라 가정한다. RB #0 및 RB #1 의 PRB 번들링을 통하여, RB 경계(RB edge) #1, RB 경계(RB edge) #2는 더 이상 RB의 경계에 해당하지 않게 된다.

즉, 일반적으로 PRB 번들링을 수행하지 않는 경우에는 PRB 별 DM-RS 만을 이용해서 채널 추정을 수행하기 때문에, RB 경계(RB edge) 로 갈수록 채널 추정의 정확도가 낮아진다. 이에 반해, 본 발명의 일 실시예에 따라, PRB 번들링을 이용하면, 번들링된 PRB의 개수와 증가된 DM-RS 그래뉼래러티(granularity) 만큼 경계(edge) 부분이 사라져 채널 추정의 정확도가 향상되게 된다.

＜제 2 실시예＞

본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 단말(UE)은 E-PDCCH의 전송 레이어(또는 랭크) 수와 PDSCH의 전송 레이어 수가 상이할 경우, 수신 전력 조정을 통한 PRB 번들링을 수행하여, DM-RS 기반의 채널 추정을 수행하는 것을 제안한다. 즉, 기지국은 정상적인 전력을 이용하여 송신하나, E-PDCCH의 전송 전력과 PDSCH의 전송 전력이 다른 경우, 단말은 수신 전력을 조정하여 PRB 번들링을 수행할 수 있다.

도 12를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 수신 전력 조정을 설명한다. 예를 들어, E-PDCCH가 한 개의 레이어, 안테나 포트 #7로 전송되며, 'P' 라는 전력으로 단말 특정 참조 신호(DM-RS)가 전송된다고 가정한다. 이 경우, E-PDCCH를 통하여 스케줄링된 PDSCH가 안테나 포트 #7, #8 즉, 두 개의 레이어로 전송된다면, 각각 'P/2' 전력으로 단말 특정 참조 신호(DM-RS)가 전송될 것이다. 따라서, 단말(UE)은 E-PDCCH 전송 PRB의 단말 특정 참조 신호(DM-RS) 수신 전력을 1/2 만큼 감소시켜 PDSCH의 수신 전력과 동일하게 조정하여 PRB 번들링을 수행할 수 있다.

도 13은 본 발명의 실시예에 적용될 수 있는 기지국 및 사용자 기기를 예시한다. 무선 통신 시스템에 릴레이가 포함되는 경우, 백홀 링크에서 통신은 기지국과 릴레이 사이에 이뤄지고 억세스 링크에서 통신은 릴레이와 사용자 기기 사이에 이뤄진다. 따라서, 도면에 예시된 기지국 또는 사용자 기기는 상황에 맞춰 릴레이로 대체될 수 있다.

도 13을 참조하면, 무선 통신 시스템은 기지국(BS, 110) 및 사용자 기기(UE, 120)을 포함한다. 기지국(110)은 프로세서(112), 메모리(114) 및 무선 주파수(Radio Frequency, RF) 유닛(116)을 포함한다. 프로세서(112)는 본 발명에서 제안한 절차 및/또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리(114)는 프로세서(112)와 연결되고 프로세서(112)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛(116)은 프로세서(112)와 연결되고 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 사용자 기기(120)은 프로세서(122), 메모리(124) 및 RF 유닛(126)을 포함한다. 프로세서(122)는 본 발명에서 제안한 절차 및/또는 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 메모리(124)는 프로세서(122)와 연결되고 프로세서(122)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. RF 유닛(126)은 프로세서(122)와 연결되고 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 기지국(110) 및/또는 사용자 기기(120)은 단일 안테나 또는 다중 안테나를 가질 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

상술한 바와 같은 무선 통신 시스템에서 단말의 제어 채널의 디코딩을 위한 단말 특정 참조 신호(DM-RS)와 이에 상응하는 데이터 전송 채널의 디코딩을 위한 DM-RS를 동시에 이용하여 채널 추정을 수행하는 방법 및 이를 위한 장치는 3GPP LTE 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (14)

1. 무선 통신 시스템에서 단말이 하향링크 데이터 채널을 추정하는 방법에 있어서,
   단말 특정 참조 신호(UE-Specific Reference Signal)를 이용하여 하향링크 제어 채널을 수신하는 단계;
   상기 하향링크 제어 채널을 위한 공간 자원과 상기 하향링크 제어 채널에서 지시하는 하향링크 데이터 채널을 위한 공간 자원이 동일한 경우, 상기 하향링크 데이터 채널을 위한 자원 블록과 상기 하향링크 제어 채널을 위한 자원 블록을 하나의 채널 추정 단위로 번들링(bundling)하는 단계; 및
   상기 하나의 채널 추정 단위에 대하여 상기 단말 특정 참조 신호에 기반하여 채널 추정을 수행하는 단계를 포함하는,
   하향링크 데이터 채널 추정 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 공간 자원은 특정 단말을 위한 적어도 하나 이상의 안테나 포트 인덱스 및 상기 안테나 포트에 따른 레이어(Layer) 개수로 정의되는 것을 특징으로 하는,
   하향링크 데이터 채널 추정 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 공간 자원이 동일한 경우는,
   상기 하향링크 제어 채널을 위한 안테나 포트 인덱스 및 레이어 개수와 상기 하향링크 데이터 채널을 위한 안테나 포트 인덱스 및 레이어 개수가 동일한 경우로 정의되는 것을 특징으로 하는,
   하향링크 데이터 채널 추정 방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 하향링크 제어 채널은 상기 하향링크 데이터 채널의 공간 자원을 정의하는 지시 필드(Indication Field)를 포함하며,
   상기 지시 필드의 정의에 따라 상기 하향링크 데이터 채널의 공간 자원을 결정하는 것을 특징으로 하는,
   하향링크 데이터 채널 추정 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 하향링크 제어 채널은 상기 하향링크 데이터 채널을 위한 전송 블록에 대한 정보를 포함하며,
   상기 전송 블록에 대한 정보에 따라 상기 하향링크 데이터 채널의 공간 자원을 결정하는 것을 특징으로 하는,
   하향링크 데이터 채널 추정 방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 전송 블록에 대한 정보가 비활성화 전송 블록(Disabled Transport Block)에 대한 정보를 포함하는 경우,
   상기 비활성화 전송 블록의 NDI(New Data Indicator)에 따라 상기 하향링크 데이터 채널을 위한 공간 자원을 결정하는 것을 특징으로 하는,
   하향링크 데이터 채널 추정 방법.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 하향링크 데이터 채널을 위한 공간 자원의 개수가 상기 하향링크 제어 채널을 위한 공간 자원의 개수보다 많은 경우, 상기 하향링크 제어 채널의 수신 전력을 상기 하향링크 데이터 채널의 공간 자원 각각에 대응하는 수신 전력으로 조절하는 단계; 및
   상기 하향링크 데이터 채널을 위한 자원 블록과 상기 하향링크 제어 채널을 위한 자원 블록을 하나의 채널 추정 단위로 번들링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
   하향링크 데이터 채널 추정 방법.
8. 무선 통신 시스템에서 하향링크 데이터 채널을 추정하는 단말 장치에 있어서,
   무선 주파수(Radio Frequency: RF) 유닛; 및
   프로세서를 포함하고,
   상기 프로세서는 단말 특정적 참조 신호(UE-Specific Reference Signal: DM-RS)를 이용하여 하향링크 제어 채널을 수신하고, 상기 하향링크 제어 채널을 위한 공간 자원과 상기 하향링크 제어 채널에서 지시하는 하향링크 데이터 채널을 위한 공간 자원이 동일한 경우, 상기 하향링크 데이터 채널을 위한 자원 블록과 상기 하향링크 제어 채널을 위한 자원 블록을 하나의 채널 추정 단위로 번들링(bundling)하며, 상기 하나의 채널 추정 단위에 대하여 상기 단말 특정 참조 신호에 기반하여 채널 추정을 수행하도록 구성된,
   단말 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 공간 자원은 특정 단말을 위한 적어도 하나 이상의 안테나 포트 인덱스 및 상기 안테나 포트에 따른 레이어(Layer) 개수로 정의되는 것을 특징으로 하는,
   단말 장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 공간 자원이 동일한 경우는,
    상기 하향링크 제어 채널을 위한 안테나 포트 인덱스 및 레이어 개수와 상기 하향링크 데이터 채널을 위한 안테나 포트 인덱스 및 레이어 개수가 동일한 경우로 정의되는 것을 특징으로 하는,
    단말 장치.
11. 제 8 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 하향링크 제어 채널은 상기 하향링크 데이터 채널의 공간 자원을 정의하는 지시 필드(Indication Field)를 포함하며,
    상기 지시 필드의 정의에 따라 상기 하향링크 데이터 채널의 공간 자원을 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는,
    단말 장치.
12. 제 8 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 하향링크 제어 채널은 상기 하향링크 데이터 채널을 위한 전송 블록에 대한 정보를 포함하며,
    상기 전송 블록에 대한 정보에 따라 상기 하향링크 데이터 채널의 공간 자원을 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는,
    단말 장치.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 전송 블록에 대한 정보가 비활성화 전송 블록(Disabled Transport Block)에 대한 정보를 포함하는 경우,
    상기 비활성화 전송 블록의 NDI(New Data Indicator)에 따라 상기 하향링크 데이터 채널을 위한 공간 자원을 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는,
    단말 장치.
14. 제 8 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 하향링크 데이터 채널을 위한 공간 자원의 개수가 상기 하향링크 제어 채널을 위한 공간 자원의 개수보다 많은 경우, 상기 하향링크 제어 채널의 수신 전력을 상기 하향링크 데이터 채널의 공간 자원 각각에 대응하는 수신 전력으로 조절하며, 상기 하향링크 데이터 채널을 위한 자원 블록과 상기 하향링크 제어 채널을 위한 자원 블록을 하나의 채널 추정 단위로 번들링하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는,
    단말 장치.

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